JP2000193748A - Laser distance-measuring device for large measurement range - Google Patents
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- G01S17/08—Systems determining position data of a target for measuring distance only
- G01S17/10—Systems determining position data of a target for measuring distance only using transmission of interrupted, pulse-modulated waves
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、互いに平行に配置
された送信チャネルと受信チャネルとを有し、前記送信
チャネルが、レーザー光源がその焦点に配置される投光
軸を有する投光レンズを具備し、前記受信チャネルが、
受光素子がその焦点面に配置される受光レンズを具備す
る大測定範囲用のレーザー距離測定器に関するものであ
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a projection lens having a transmission channel and a reception channel arranged in parallel with each other, wherein the transmission channel has a projection axis at which a laser light source is disposed at a focal point thereof. Comprising: wherein said receiving channel comprises:
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a laser range finder for a large measuring range including a light receiving lens in which a light receiving element is disposed on a focal plane.
【０００２】[0002]
【従来の技術】レーザー距離測定器は、パルス送信時間
測定または位相送信時間測定の原理に基づく。位相送信
時間法は、現在ではもっぱら可視半導体レーザーで使用
される。費用効果の高い半導体レーザーを用いての測定
レーザーおよび照準レーザーの全機能を実施することが
ここでは可能である。2. Description of the Related Art Laser distance measuring devices are based on the principle of pulse transmission time measurement or phase transmission time measurement. The phase transmission time method is currently used exclusively with visible semiconductor lasers. It is possible here to carry out the entire function of the measuring laser and the aiming laser with a cost-effective semiconductor laser.
【０００３】位相送信時間法の欠点は、受信信号が非常
に小さく、送信システムおよび受信システムの一時的並
列動作により強力な受信システム、および受信システム
に対するクロストークがきわめて少ない送信システムが
必要であることである。A disadvantage of the phase transmission time method is that it requires a very small reception signal, a strong reception system due to the temporary parallel operation of the transmission system and the reception system, and a transmission system with very little crosstalk to the reception system. It is.
【０００４】投光時間測定に基づく従来技術で公知の距
離測定器は、送信チャネルが受信チャネルに隣接配置さ
れる、つまり光軸が所定の間隔で互いに平行となるデバ
イス、並びに送信チャネルおよび受信チャネルが互いに
同軸となるように配置される、つまりそれらの光軸が一
致するデバイスとして送信チャネルおよび受信チャネル
を基本的に構成するという点で区別できる。[0004] Distance measuring devices known from the prior art, based on time of light projection, are devices in which the transmission channel is arranged adjacent to the reception channel, ie, the optical axes are parallel to one another at predetermined intervals, as well as the transmission channel and the reception channel. Can be distinguished in that they are arranged coaxially with each other, that is, they basically constitute the transmission channel and the reception channel as devices whose optical axes coincide.
【０００５】例えば近い区域内のダスト粒子からの後方
散乱による光クロストークは、受光素子表面の縮小、並
びに投光素子および受光素子の軸間隔を拡大するという
２つの手段によってのみ光学的に低減できる。但し、こ
の距離範囲でのこの手段の効果は、受光素子から受信し
たビームの急速移動である。近い区域内での距離に対し
ては、同軸送信および受信チャネルでの構成が使用され
る、つまり、投光レンズは１個のレンズであっても良
く、この場合、そのレンズがさらに受光レンズを構成す
る。このレンズの焦点距離内にはビームスプリッターが
位置し、レンズの焦点面が２つの相互結合面に生成され
ることとなる。これらの焦点面には、一方に投光素子、
および他方に受光素子が位置し、投光素子から発出し、
レンズによって視準された測定ビームが、物体で反射
し、その物体の距離に関係なく常に受光素子上に像形成
されることとなる。[0005] Optical crosstalk, for example, due to backscattering from dust particles in a nearby area, can be optically reduced only by two means: reducing the surface of the light receiving element and increasing the axial distance between the light emitting element and the light receiving element. . However, the effect of this means in this distance range is the rapid movement of the beam received from the light receiving element. For distances in the near area, a configuration with coaxial transmit and receive channels is used, i.e. the projection lens may be a single lens, in which case the lens further comprises a receiving lens. Constitute. The beam splitter is located within the focal length of the lens, and the focal plane of the lens will be created at the two interconnected surfaces. One of these focal planes has a light-emitting element,
And the light receiving element is located on the other side, emitted from the light emitting element,
The measurement beam collimated by the lens will reflect off the object and will always be imaged on the light receiving element regardless of the distance of the object.
【０００６】この構成は、近い区域に適している。なぜ
なら、物体によって受光素子上に反射される測定放射線
の強度が比較的高いために： ・測定ビームを発出するために最適化されたレンズのピ
ックアップ角度が、反射した測定ビームを受信するのに
十分であり； ・ダスト粒子上での測定ビームの反射が検出されないよ
うに受光素子の動的範囲が設定され、さらに； ・ビームスプリッターによる強度損失が問題とはならな
いからである。This arrangement is suitable for close areas. Because the intensity of the measuring radiation reflected by the object onto the light receiving element is relatively high: the lens pickup angle optimized to emit the measuring beam is sufficient to receive the reflected measuring beam The dynamic range of the light receiving element is set so that the reflection of the measurement beam on the dust particles is not detected, and the intensity loss due to the beam splitter does not matter.
【０００７】光学部品（ビームスプリッター、レン
ズ）、およびダスト粒子により生じる反射測定ビームの
強度が低く、近い区域からの強度が比較的高いため、こ
の構成は遠い区域に適していない。This configuration is not suitable for distant areas because of the low intensity of the reflected measurement beam caused by the optics (beam splitters, lenses) and dust particles, and the relatively high intensity from near areas.
【０００８】送信および受信チャネルの並列構成は、遠
い区域に対して選択される、つまり被測定物体は、受光
レンズの無限大に配置される。受光レンズは、１個のレ
ンズでも良い。被測定物体上に生成される測定スポット
は、常に、受光レンズの焦点の無限大から入射して像形
成されるので、投光素子および受光素子を相互結合面に
配置しないことも可能であり、その結果送信および受信
チャネルを分離させることができる。[0008] The parallel configuration of the transmit and receive channels is selected for a far area, ie the object to be measured is located at infinity of the receiving lens. The light receiving lens may be a single lens. Since the measurement spot generated on the object to be measured is always incident and formed from the infinity of the focal point of the light receiving lens, it is possible to dispose the light emitting element and the light receiving element on the mutual coupling surface, As a result, the transmission and reception channels can be separated.
【０００９】この構成は、遠い区域に適している。なぜ
なら、物体によって受光素子上に反射する測定ビームが
比較的低強度であるため： ・受光レンズのピックアップ角度を、投光レンズのピッ
クアップ角度よりも大きく選択しなければならない； ・受光素子の動的範囲は、ビーム成分が受光素子に衝突
するときにダスト粒子上での測定ビームの反射が検出さ
れるように設定される。これは、送信および受信チャネ
ルの光軸の間隔によって、および小さな受光素子表面に
よって回避され、さらに； ・追加の強度損失がビームスプリッタによって生成され
ないからである。This configuration is suitable for remote areas. Because the measuring beam reflected by the object onto the light receiving element is of relatively low intensity: the pick-up angle of the light-receiving lens must be selected to be greater than the pick-up angle of the light-emitting lens; The range is set such that reflection of the measurement beam on the dust particles is detected when the beam component strikes the light receiving element. This is avoided by the spacing of the optical axes of the transmit and receive channels, and by the small light receiving element surface; and because no additional intensity loss is generated by the beam splitter.
【００１０】この構成は、距離が短くなると測定スポッ
トの像が、受光レンズの光軸上に配置された受光素子か
ら益々遠く離れて移動する効果を有する視差が生成され
るので近い区域には適さない。[0010] This configuration is suitable for a near area because the parallax has an effect that the image of the measurement spot moves more and more away from the light receiving element arranged on the optical axis of the light receiving lens when the distance becomes short. Absent.
【００１１】ひとまとめにして考えると、上記の説明で
は、大距離範囲に適するレーザー距離測定器の設計は難
しい。大距離範囲は、近い区域と遠い区域との両方を含
む範囲として理解すべきものである。In summary, the above description makes it difficult to design a laser range finder suitable for a large range. A large range is to be understood as a range that includes both near and far areas.
【００１２】そのような距離測定器に対する必要性は、
例えば、０．３〜３０mの距離範囲が重要領域となる建
設部門に存在する。同軸構成の場合における強度の低下
のため、大きい距離範囲には、並列送信および受信チャ
ネルを備えた構成が、考えられる。そのような配置構成
は、EP 0 701 702 B1で開示されている。ここに記載さ
れているレーザー距離測定器では、２つの基本的に異な
る解決法が提供されるので、近い区域の場合でも測定ス
ポットは、受光素子、ここでは光導体入口表面上に常に
像形成される。The need for such a distance measuring instrument is:
For example, there is a construction area where a distance range of 0.3 to 30 m is an important area. Due to the reduced strength in the case of a coaxial configuration, a configuration with parallel transmission and reception channels in a large distance range is conceivable. Such an arrangement is disclosed in EP 0 701 702 B1. In the laser range finder described here, two fundamentally different solutions are provided, so that even in the case of close areas the measuring spot is always imaged on the light receiving element, here the light guide entrance surface. You.
【００１３】一方、これは、測定スポットの像形成位置
の変位、特に光軸に対して横向きのみの変位に従って、
光導体入口表面を追跡することによって達成できる。上
記の特許に記載されているように、具体的な像位置の追
跡は評価電子回路の過励振の原因になることが分かっ
た、つまり制御電子回路が設計される受光素子のダイナ
ミックレンジを超えるので、光軸に沿っての追跡が故意
に行われない。On the other hand, according to the displacement of the image forming position of the measurement spot, particularly, the displacement only in a direction transverse to the optical axis,
This can be achieved by tracking the light guide entrance surface. As described in the above patents, tracking the specific image position has been found to cause overexcitation of the evaluation electronics, i.e., the control electronics exceed the dynamic range of the light receiving element for which it is designed. Tracking along the optical axis is not intentionally performed.
【００１４】他方、固定した光導体入口表面を配置し、
光軸の外側に配置された光偏向手段によって、短い物体
距離の場合により傾斜して受光レンズに入る測定ビーム
が光導入口表面に確実に向けられるようにすることが提
案される。ここでは、そのうえ、近い物体距離の場合で
は強度についての問題はないので、それは、重要な像形
成光学の点で正しい偏向ではないと考えられる。第２の
挙げられる変形は、受信チャネル内に機械的可動部品を
用いなくても良いという利点を有する。On the other hand, a fixed light guide entrance surface is arranged,
It is proposed that the light deflecting means arranged outside the optical axis ensure that the measuring beam entering the light receiving lens, which is possibly inclined at short object distances, is directed to the light inlet surface. Here, besides, there is no problem with intensity at close object distances, so it is not considered to be a correct deflection in terms of important imaging optics. The second mentioned variant has the advantage that no mechanical moving parts need to be used in the receiving channel.
【００１５】[0015]
【発明が解決しようとする課題】但し、信号レベル（受
光素子に衝突し、物体で反射する測定ビームの強度）が
受信器のダイナミックレンジに一致することがほとんど
不可能であるという欠点を有する。However, it has the disadvantage that the signal level (the intensity of the measuring beam striking the light receiving element and reflecting off the object) is almost impossible to match the dynamic range of the receiver.
【００１６】適当な方法によって、物体で反射しり測定
ビームの一部を受光素子表面上に確実に衝突させる場
合、距離測定範囲は、受光素子の感度範囲（ダイナミク
ス）によって制限される。If, in a suitable way, it is ensured that a part of the measuring beam reflected by the object and impinges on the surface of the light receiving element, the range of distance measurement is limited by the sensitivity range (dynamics) of the light receiving element.
【００１７】下記は、受光素子表面上に衝突する放射線
の強度に対する本質的な決定要因である： − 投光素子の出力； − 物体の距離の２倍に匹敵するビーム経路の長さ全体
の強度損失； − 個々に有効な開口範囲、つまりどの場合にも、受光
素子上で反射しり測定ビームを像形成するのに有効であ
る受光レンズの表面の小部分。The following are the essential determinants for the intensity of the radiation impinging on the light-receiving element surface: the output of the light-emitting element; the intensity over the entire length of the beam path equal to twice the object distance. Loss; the individually effective aperture area, i.e. a small part of the surface of the receiving lens, which in each case is reflected on the receiving element and is effective for imaging the measuring beam.
【００１８】この事実の故に、本発明の目的は、過励振
が生じないように受光素子表面上に衝突する放射線の強
度に影響を及ぼすために、変更された開口範囲が距離の
関数として有効となるように受光レンズを修正すること
から成る。Due to this fact, it is an object of the present invention that the modified aperture range is effective as a function of distance in order to influence the intensity of the radiation impinging on the light receiving element surface so that no over-excitation occurs. Modifying the light receiving lens so that
【００１９】[0019]
【課題を解決するための手段】本発明によれば、この課
題は、請求項１記載の特徴を有するレーザー距離測定器
によって達成される。有利な構造は従属請求項に記載す
る。受光レンズがその像側に２つの焦点を有する修正さ
れた受光レンズであることがこの解決法には必須であ
る。これらの２つの焦点は、受光レンズが１次レンズ領
域と２次レンズ領域とを具備し、２次レンズ領域が投光
軸と垂直をなす方向に受光レンズの全直径にわたって広
がり、投光軸に向かってより狭くなる台形状を有すると
いう事実によって生成される。According to the invention, this object is achieved by a laser distance measuring device having the features of claim 1. Advantageous configurations are set out in the dependent claims. It is essential for this solution that the receiving lens is a modified receiving lens having two focal points on its image side. These two focal points are such that the light receiving lens has a primary lens area and a secondary lens area, and the secondary lens area extends over the entire diameter of the light receiving lens in a direction perpendicular to the light projection axis, and It is created by the fact that it has a trapezoidal shape that becomes narrower towards it.
【００２０】２つのレンズ領域は、受光素子の感度範囲
内にある反射信号が受光素子の所望の距離範囲全体にわ
たって受信されるように寸法が定められる。修正された
受光素子を用いると、組立および調整に比較的費用がか
からない単純な構造が可能となる。The two lens areas are dimensioned such that reflected signals within the sensitivity range of the light receiving element are received over the entire desired range of the light receiving element. The use of a modified light receiving element allows for a simple construction that is relatively inexpensive to assemble and adjust.
【００２１】[0021]
【発明の実施の形態】本発明は、具体的な実施例により
以下に詳述する。レーザー距離測定器は、投光レンズ１
と、投光レンズ１の焦点に配置されるレーザー光源２
（図１）とを備えた送信チャネルを具備する。レーザー
光源２によって発せられたビームは、投光レンズ１を介
して視準され、被測定物体上に測定スポットを生成する
（様々な距離E∞>E3>E2>E1における例により動作モード
を示すように表現する）。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described in detail below by way of specific examples. The laser distance measuring device is a projection lens 1
And a laser light source 2 disposed at the focal point of the light projecting lens 1
(FIG. 1). The beam emitted by the laser light source 2 is collimated via the projection lens 1 and produces a measuring spot on the object to be measured (operating according to the example at various distances E∞> E 3 > E 2 > E 1) . Mode).
【００２２】送信チャネルと平行に、受光素子３と、受
光レンズを表し、平面内に位置する２つの焦点を有する
修正受光レンズ４とを備えた受信チャネルを配置する
（例えば、図２）。修正された受光レンズ４は、１次焦
点９を有する１次レンズ領域５と、２次焦点１１を有す
る２次レンズ領域６とを有する。In parallel with the transmission channel, there is arranged a reception channel comprising a light receiving element 3 and a modified light receiving lens 4 representing two light receiving lenses and having two focal points located in a plane (for example, FIG. 2). The modified light receiving lens 4 has a primary lens area 5 having a primary focus 9 and a secondary lens area 6 having a secondary focus 11.
【００２３】１次レンズ領域５は、投光軸８に平行な１
次受光軸７にとって重要であり、投光レンズ１によって
画定される。遠くの物体で反射したビームは、この領域
を経て像形成される。受光素子３は、１次焦点９に正確
に配置せず、投光軸８に関して、E∞から入射する測定
スポットが受光素子４上に尚も完全に像形成される程度
まで１次焦点９から離して配置すると有利である（図
２）。The primary lens area 5 includes a primary lens area 5 parallel to the projection axis 8.
It is important for the next light receiving axis 7 and is defined by the light projecting lens 1. Beams reflected from distant objects are imaged through this area. The light receiving element 3 is not precisely positioned at the primary focal point 9, but with respect to the projection axis 8, from the primary focal point 9 until the measurement spot incident from E∞ is still completely imaged on the light receiving element 4. Advantageously, they are spaced apart (FIG. 2).
【００２４】２次レンズ領域６は２次受光軸１０の位置
を決定し、２次受光軸は受光軸７に対して角度αだけ傾
斜している。近い区域の物体で反射するビームは、２次
レンズ領域６を経て像形成される。２次レンズ領域６
は、長辺が円形セグメントの形状の２つのレンズ片から
構成される１次レンズ部分５によって結合される等辺台
形円形セグメントである。レンズ部分の断面は、本発明
による全ての実施例に対して同じであり、図８に見られ
る。The secondary lens area 6 determines the position of the secondary light receiving axis 10, and the secondary light receiving axis is inclined with respect to the light receiving axis 7 by an angle α. The beam reflected by objects in the near area is imaged via the secondary lens area 6. Secondary lens area 6
Is an equilateral trapezoidal circular segment whose long sides are joined by a primary lens part 5 composed of two lens pieces in the shape of a circular segment. The cross section of the lens part is the same for all embodiments according to the invention and can be seen in FIG.
【００２５】２次レンズ領域６の台形状と、修正された
受光レンズ４の配置との結果、適切な物体が近くに配置
される程、有効開口範囲が減少する。２次レンズ領域６
の対称軸は、投光軸８と１次受光軸７とによって画定さ
れる平面に位置する。台形形状は、投光軸８に向かって
より狭くなる。As a result of the trapezoidal shape of the secondary lens area 6 and the modified arrangement of the light receiving lens 4, the closer the appropriate object is located, the smaller the effective aperture range. Secondary lens area 6
Is located on a plane defined by the light projecting axis 8 and the primary light receiving axis 7. The trapezoidal shape becomes narrower toward the light projecting axis 8.
【００２６】１次および２次レンズ領域５、６の動作モ
ードについては、様々な距離に関して実例により以下で
説明する（図１）。 E∞ 物体距離E∞の場合、ビームは１次レンズ領域５
を経て１次焦点９に像形成される（図１、２）。像の直
径は受光素子３の受信表面よりも小さいので、受光素子
は焦点面内で投光軸８から遠く離れる方向に変位され、
像形成される放射線は受光素子３の縁部領域内に尚も完
全に衝突する。距離E∞の物体の場合、１次レンズ領域
５の全表面が開口範囲（A∞）として有効になる。The operating modes of the primary and secondary lens areas 5, 6 will be described below by way of example for various distances (FIG. 1). E∞ For the object distance E∞, the beam is in the primary lens area 5
Is formed at the primary focal point 9 (FIGS. 1 and 2). Since the diameter of the image is smaller than the receiving surface of the light receiving element 3, the light receiving element is displaced in the focal plane in a direction away from the light projecting axis 8, and
The radiation to be imaged still completely impinges on the edge area of the light receiving element 3. In the case of an object at a distance E∞, the entire surface of the primary lens region 5 is effective as the aperture range (A∞).
【００２７】２次レンズ領域６を経て２次焦点１１に像
形成されるビームを、図３に表す。像形成は、投光軸に
向かって偏位するように受光素子に隣接して行われる。 E3 ビームの像形成は、距離E3における物体に関し
て図４および図５に示す。図４は、１次レンズ領域５を
経た像形成を示す。像の一部のみが尚も受光素子上に衝
突する。関連する有効開口範囲は、図６の面積A3として
表される。第５でも分かるように、この距離の場合、２
次レンズ領域６を経た像形成はまだ有効ではない。The beam imaged at the secondary focus 11 via the secondary lens area 6 is represented in FIG. Image formation is performed adjacent to the light receiving element so as to be deviated toward the light projection axis. E 3-beam imaging of, shown in FIGS. 4 and 5 with respect to the object at the distance E 3. FIG. 4 shows the image formation via the primary lens area 5. Only part of the image still hits the light receiving element. Associated effective aperture range is expressed as the area A 3 of FIG. As can be seen in Fifth, for this distance, 2
Image formation via the next lens area 6 is not yet effective.
【００２８】E2 図６に表したビーム経路の場合、
適切な物体は、１次レンズ領域５を介してもはや検出で
きない距離E2にある、つまり１次レンズ領域５を経て像
形成される反射ビームは、もはや受光素子上に衝突しな
い。この代わりに、２次レンズ領域を経て像形成される
放射が受光素子上に衝突する。この場合に有効な開口範
囲を、図９の面積A2として表す。E 2 For the beam path shown in FIG.
Suitable objects, a distance E 2 can no longer be detected via the primary lens region 5, the reflected beam that is being imaged through primary lens region 5, no longer impinge on the light receiving element. Instead, radiation imaged via the secondary lens area impinges on the light receiving element. The effective aperture range in this case is expressed as the area A 2 of FIG.
【００２９】E１ 送信および受信チャネル間の視差
のため、反射ビームはある角度で受信チャネルに入る
が、その角度は、距離が小さくなればなるほどより大き
くなるので、像は光軸から益々離れるように移動する。
その過程で、像は受光素子を「かする」（図６および図
７を比較）。距離E1の場合、例えば、面積A1として図９
に示す開口範囲が有効となる。実例で表すそれぞれの有
効開口範囲の大きさについての比較は、後者は、距離が
減少すればするほど小さくなることを示す。[0029] For the parallax between E 1 transmit and receive channels, but enters the receiving channel reflected beam an angle, the angle, the distance is larger than the more becomes the smaller, so that the image leaves more from the optical axis Go to
In the process, the image “shades” the light receiving element (compare FIGS. 6 and 7). If distance E 1, for example, FIG as the area A 1 9
Are effective. A comparison of the size of each effective aperture range as shown in the example shows that the latter becomes smaller as the distance decreases.
【００３０】有効開口範囲の距離への依存性は、修正さ
れた受光レンズ４の具体的構造と、相互に対応するレン
ズ領域の寸法の決定とによって左右される可能性があ
る。修正された受光レンズの構造上の設計の第１例を、
図２〜図７に表す。等辺台形形状の領域は、単純平凸レ
ンズから始まり、隣接する円形セグメントに関する直径
の全長にわたって角度αだけ傾斜する。傾斜したレンズ
部分は２次レンズ領域６を構成し、他方の部分が１次レ
ンズ領域５を構成する。The dependence of the effective aperture range on the distance can be influenced by the specific structure of the modified light-receiving lens 4 and the determination of the dimensions of the corresponding lens areas. The first example of the structural design of the modified light receiving lens,
This is shown in FIGS. The equilateral trapezoidal region starts with a simple plano-convex lens and slopes by an angle α over the entire diameter of the adjacent circular segment. The slanted lens part forms the secondary lens area 6, and the other part forms the primary lens area 5.
【００３１】その他の構造を図１０〜図１３に示す。図
１０の１次および２次レンズ領域５、６は、互いに対し
て傾斜する両凸レンズである。図１１は、片側に連続平
面を、他方の側に互いに対して傾斜した２つの凸面を有
する修正された受光レンズ４を示す。Other structures are shown in FIGS. The primary and secondary lens regions 5, 6 in FIG. 10 are biconvex lenses that are inclined with respect to each other. FIG. 11 shows a modified light receiving lens 4 having a continuous plane on one side and two convex surfaces inclined to each other on the other side.
【００３２】図１２および図１３において、それぞれの
場合の修正受光レンズ４は、連続凸面と、連続ではな
く、１次レンズ領域５に対して２次レンズ領域で傾斜し
た平面とを有する。この傾斜表面領域は、隆起部（図１
２）または切り欠き部（図１３）のいずれでも実現でき
る。In FIGS. 12 and 13, the modified light receiving lens 4 in each case has a continuous convex surface and a plane which is not continuous but is inclined with respect to the primary lens region 5 in the secondary lens region. This sloping surface area is defined by a ridge (FIG. 1).
2) or the notch (FIG. 13).
【００３３】個々の構造の動作モードは、本質的に同じ
である。それらは、単品から、または接合したグループ
としても製造可能である。The operating modes of the individual structures are essentially the same. They can be manufactured from a single piece or as a bonded group.
【図１】送信チャネル内のビーム経路を示す。FIG. 1 shows a beam path in a transmission channel.
【図２】無限大E∞における物体に対する１次レンズ領
域５を経る受信チャネル内のビーム経路を示す。FIG. 2 shows the beam path in the receiving channel through the primary lens area 5 for an object at infinity E∞.
【図３】無限大E∞における物体に対する２次レンズ領
域６を経る受信チャネル内のビーム経路を示す。FIG. 3 shows the beam path in the receiving channel through the secondary lens area 6 for an object at infinity E∞.
【図４】距離E3における物体に対する１次レンズ領域５
を経る受信チャネル内のビーム経路を示す。FIG. 4 shows a primary lens area 5 for an object at a distance E 3
2 shows the beam path in the receiving channel via the.
【図５】距離E3における物体に対する２次レンズ領域６
を経る受信チャネル内のビーム経路を示す。FIG. 5 shows a secondary lens area 6 for an object at a distance E 3
2 shows the beam path in the receiving channel via the.
【図６】距離E2<E3における物体に対する２次レンズ領
域６を経る受信チャネル内のビーム経路を示す。FIG. 6 shows the beam path in the receiving channel via the secondary lens area 6 for an object at a distance E 2 <E 3 .
【図７】距離E1<E2における物体に対する２次レンズ領
域６を経る受信チャネル内のビーム経路を示す。FIG. 7 shows the beam path in the receiving channel through the secondary lens area 6 for an object at a distance E 1 <E 2 .
【図８】距離E∞およびE3における物体に対する修正さ
れた受光レンズ４を経る有効開口範囲を示す。8 shows a distance E∞ and effective opening range through the light receiving lens 4 that are fixed relative to the object in E 3.
【図９】距離E2およびE１における物体に対する修正さ
れた受光レンズ４を経る有効開口範囲を示す。FIG. 9 shows the effective aperture range through the modified receiving lens 4 for an object at distances E 2 and E 1 .
【図１０】２つの両凸レンズ部分から製造される修正受
光レンズ４を示し、ａは側面図、bは正面図である。FIG. 10 shows a modified light receiving lens 4 manufactured from two biconvex lens portions, wherein a is a side view and b is a front view.
【図１１】２つの平凸レンズ部分から製造される修正受
光レンズ４を示し、ａは側面図、bは正面図である。11 shows a modified light receiving lens 4 manufactured from two plano-convex lens parts, wherein a is a side view and b is a front view.
【図１２】２次レンズ領域６の平坦側にくさび状隆起部
を有する平凸レンズとして修正された受光レンズ４を示
し、ａは側面図、bは正面図である。12 shows the light receiving lens 4 modified as a plano-convex lens having a wedge-shaped ridge on the flat side of the secondary lens region 6, wherein a is a side view and b is a front view.
【図１３】２次レンズ領域６の平坦側にくさび状切り欠
き部を有する平凸レンズとして修正された受光レンズ４
を示し、ａは側面図、bは正面図である。FIG. 13 shows a light receiving lens 4 modified as a plano-convex lens having a wedge-shaped notch on the flat side of the secondary lens area 6
A is a side view and b is a front view.
１ 投光レンズ ２ レーザー光源 ３ 受光素子 ４ 修正された受光レンズ ５ １次レンズ領域 ６ ２次レンズ領域 ７ １次受光軸 ８ 投光軸 ９ １次焦点 １０ ２次受光軸 １１ ２次焦点 REFERENCE SIGNS LIST 1 light projecting lens 2 laser light source 3 light receiving element 4 modified light receiving lens 5 primary lens area 6 secondary lens area 7 primary light receiving axis 8 light emitting axis 9 primary focus 10 secondary light receiving axis 11 secondary focus
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マルティン ペンツォルト ドイツ連邦共和国 デー・07745 イェー ナ フーゴ・シュラーデ・シュトラーセ 38 (72)発明者 ウルリヒ クリューガー ドイツ連邦共和国 デー・07751 ミルダ ヒンター マルツェンス ガルテン 20 (72)発明者 ゲーロ シュッサー ドイツ連邦共和国 デー・07616 ビュル ゲル アム シュタイングラーベン 79 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Martin Penzold, Germany Day 07745 Jena Hugo Schlade Straße 38 (72) Inventor Ulrich Kruger Germany Day 07751 Milda Hinter Malzens Garten 20 (72) Invention Gero Schusser Germany 07076 Bull Gel am Steingraben 79
Claims (7)
受信チャネルとを有し、前記送信チャネルが、レーザー
光源（２）がその焦点（９）に配置される投光軸（８）
を有する投光レンズ（１）を具備し、前記受信チャネル
が、受光素子（３）がその焦点面に配置される受光レン
ズを具備する大測定範囲用のレーザー距離測定器におい
て、前記受光レンズが、前記投光軸（８）と平行に整列
配置される１次受光軸（７）を有する１次レンズ領域
（５）と、前記１次受光軸（７）に対して角度αで傾斜
する２次受光軸（１０）を有する２次レンズ領域（６）
とを有し、その結果１次焦点（９）と２次焦点（１１）
とが生成される修正された単一レンズ（４）であり、前
記２次レンズ領域（６）が、前記光軸によって画定され
る平面に対して鏡面対称で形成され、前記投光軸（８）
の方向により狭くなる等辺台形形状を有することを特徴
とする大測定範囲用のレーザー距離測定器。1. A transmission axis (8) having a transmission channel and a reception channel arranged parallel to each other, said transmission channel being arranged at a focal point (9) of a laser light source (2).
A distance measuring device for a large measuring range, comprising: a light projecting lens (1) having a light receiving lens, wherein a light receiving element (3) is arranged at a focal plane thereof. A primary lens area (5) having a primary light receiving axis (7) arranged in parallel with the light projecting axis (8), and 2 inclined at an angle α with respect to the primary light receiving axis (7). Secondary lens area (6) having secondary light receiving axis (10)
So that the primary focus (9) and the secondary focus (11)
Is a modified single lens (4), wherein said secondary lens area (6) is formed mirror-symmetrically with respect to a plane defined by said optical axis, and said projection axis (8) )
A laser distance measuring device for a large measuring range, which has an equilateral trapezoidal shape narrowing in the direction of.
（６）が互いに対して角度αだけ傾斜する２つの両凸レ
ンズ部分であることを特徴とする請求項１記載の大測定
範囲用のレーザー距離測定器。2. The primary and secondary lens areas (5),
The laser distance measuring device for a large measuring range according to claim 1, wherein (6) is two biconvex lens portions inclined by an angle α with respect to each other.
（６）が互いに対して角度αだけ傾斜する２つの平凸レ
ンズ部分であることを特徴とする請求項１記載の大測定
範囲用のレーザー距離測定器。3. The primary and secondary lens areas (5),
The laser distance measuring device for a large measuring range according to claim 1, wherein (6) is two plano-convex lens portions inclined by an angle α with respect to each other.
であり、前記２次レンズ領域（６）内の前記平面が前記
１次レンズ領域（５）内の平面に対して角度αだけ傾斜
することを特徴とする請求項１記載の大測定範囲用のレ
ーザー距離測定器。4. The modified light receiving lens (4) is a plano-convex lens, and the plane in the secondary lens area (6) is inclined by an angle α with respect to a plane in the primary lens area (5). The laser distance measuring device for a large measuring range according to claim 1, wherein:
成することを特徴とする請求項４記載の大測定範囲用の
レーザー距離測定器。5. A laser range finder for a large measuring range according to claim 4, wherein said secondary lens area (6) forms a ridge.
を構成することを特徴とする請求項４記載の大測定範囲
用のレーザー距離測定器。6. The laser range finder for a large measuring range according to claim 4, wherein said secondary lens region (6) forms a cutout.
（８）の方向に前記１次焦点（９）からずらして配置さ
れ、その結果最も遠くの被測定物から反射して、前記１
次レンズ領域（５）を経て像形成されるビームが、前記
受光素子の縁部領域に衝突することを特徴とする請求項
１〜６のいずれか一つに記載の大測定範囲用のレーザー
距離測定器。7. The light receiving element (3) is displaced from the primary focal point (9) in the direction of the light projecting axis (8), so that the light receiving element (3) reflects from a farthest object to be measured, and 1
7. The laser distance for a large measuring range according to claim 1, wherein the beam imaged via the next lens area (5) impinges on the edge area of the light receiving element. Measuring instrument.
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